搅拌站废水浆和增效剂在混凝土中的应用

张良超

(武汉华强新型建筑材料有限公司,湖北 武汉 430035)

由于生态环境恶化对子孙后代生存的现实威胁,严格的环保督查和巡视已成为常态。目前按照环保的要求和大部分搅拌站的技术均将废水废渣通过搅拌均匀形成废水浆，用于生产混凝土,减少混凝土的生产过程中的废水排放。

(1) 搅拌站废水浆。废水浆是指搅拌生产以及清洗搅拌车罐体内壁并经过砂石分离机的浆水,废水浆进入有搅拌装置的水池存储并自动搅拌,确保浆水中的悬浮物混合均匀。废水浆也包含地表集水、剩退混凝土通过砂石分离机清洗出来的废水浆,经收集计量加入到搅拌机中搅拌生产混凝土。将固含量为10%左右的浆水用于混凝土中[1],掺量在30%左右,提高了强度,和易性和泵送性能优良,凝结时间、抗渗性能等基本不受影响,综合性能优良。

(2) 增效剂。混凝土增效剂,也称混凝土减胶剂,是一种区别于混凝土减水剂的新型混凝土添加剂,其主要特点是在相同的强度等级下,减少5%～10%的水泥用量,可以保证混凝土的力学性能不降低,同时混凝土的工作性能和体积稳定性都有不同程度的提高。

1 原材料

1.1 水泥

水泥使用湖北亚东水泥PO42.5水泥(表1)。

表1 水泥Table 1 Cement

1.2 矿粉

矿粉使用武汉武新S95粒化高炉矿渣粉(表2)。

表2 粒化高炉矿渣粉Table 2 Granulated blast furnace slag

1.3 粉煤灰

粉煤灰使用武汉科能环保有限公司Ⅱ级粉煤灰(表3)。

表3 粉煤灰Table 3 Fly ash

1.4 粗骨料

粗骨料使用咸宁5～31.5 mm碎石(表4)。

表4 碎石Table 4 Gravel

1.5 外加剂

外加剂使用武汉苏博新型建筑材料有限公司HPWR聚羧酸高性能减水剂(表5)。

表5 减水剂Table 5 Water reducer

1.6 增效剂

增效剂使用广州市三骏建材科技有限公司制造的增效剂(表6)。

表6 增效剂Table 6 Synergist

1.7 浆水

武汉华强新型建筑材料有限公司搅拌生产、地表积水和清洗搅拌车罐体内壁并经过砂石分离机的浆水(表7)。

2 配合比设计与试拌

根据泵送混凝土的施工特点,要求混凝土和易性良好,良好的流动性,不容易离析泌水。在配合比设计时采用合适的砂率[2],合理的外加剂掺量,适宜的增效剂用量,选用合理级配的碎石,加入机制砂,减少集料的孔隙率和咬合度,使混凝土流动性和密实性良好,便于混凝土的泵送;加大粉煤灰掺量,减少水泥和矿粉用量,降低离析抓底泌水的风险,降低水化热。选取了C30、C35、C40三种生产最多的混凝土做试配,第一组S3001、S3501、S4001是不加废水浆不加增效剂,第二组S3002、S3502、S4002是在原配合比上加浆水加增效剂而不减少水泥用量的加强型配方,第三组S3003、S3503、S4003是加浆水加增效剂后减少水泥用量的配方,具体配合比如表8,其试拌混凝土性能见表9及图1-2。

表7 浆水Table 7 Slurry

表8 试拌混凝土配合比(kg/m3)Table 8 Mix proportion of trial mix concrete

表9 试拌混凝土性能Table 9 Performance of trial mix concre

图1 试验混凝土拌和情况Fig.1 Test concrete mixing

图2 试验时坍落度情况Fig.2 Slump condition during test

3 实际生产与结果分析

试配混凝土情况良好,和易性、流动性,均满足要求,加入增效剂后,每方混凝土的胶凝材料明显减少,力学性能基本不变,浆水的使用也减少了排放量。根据试拌配合比的情况,结合泵送混凝土的施工生产要求,设计了配合比如表10所示,其性能见表11。

表10 生产泵送配合比(kg/m3)Table 10 Mix proportion of production pumping

表11 生产泵送混凝土性能Table 11 Performance of concrete of production pumping

预拌混凝土和易性良好,由表11可以看出试拌混凝土满足高层泵送混凝土的要求,28 d抗压强度均满足要求,降低了水泥用量,加入浆水和不加浆水两者的工作性能差异不大,浆水完全可以在混凝土中使用,且对力学性能影响不大。

4 实际现场反馈

图3 泵送现场坍落度情况Fig.3 Slump of pumping site

图4 泵送现场混凝土浇筑情况Fig.4 Concrete pouring at pumping site

图5 养护成型拆模后Fig.5 Maintenance moulding after removal of moulds

对泵送混凝土施工过程观察,并无发现泵送、施工、质量等问题,混凝土工作性能良好,骨料分布均匀,有利于混凝土的质量控制。图3可以看出设计混凝土现场施工坍落度良好,包裹性和粘聚性优良;图4可以看出设计混凝土和易性良好,无离析分层等问题,适合泵送混凝土的施工;图5为工地现场拆模后养护成型,密实度良好;项目工地验收合格报告显示设计混凝土均达到了设计要求。

5 结论

回收浆水和增效剂加入混凝土中,具有良好的工作性能,能满足力学性能和施工要求。废水浆和增效剂的加入,增加了混凝土的密实性和和易性,改善了混凝土的力学性能和工作性能,既节约环保又降低成本。据本次实验每方混凝土可节省5元左右,年经济效益可达100万元左右,节约了水泥3 000 t左右,一定程度上减少了环境的碳排放。浆水的回收再利用,降低了环境的污染,一定程度上缓解资源的消耗。